Osa 2: HDAC3:n deasetylaasidomeenin erilliset roolit hippokampuksessa ja mediaalisessa prefrontaalisessa aivokuoressa muistin muodostumisessa ja häviämisessä

Lisätietoja:ali.ma@wecistanche.com

Pls klikkaa tästä päästäksesi osaan 3

Pls napsauta tästä päästäksesi osaan 1

NapsautaCistanche-uutteen hyödyt parantavat muistia

Tulokset

Pistemutanttiviruksen AAV-HDAC3(Y298H) ilmentyminen

HDAC3-deasetylaasiaktiivisuuden kohdistamiseksi kehitimme pistemutantin (Y298H), joka ekspressoitui adeno-assosioituneesta viruksesta (AAV2.1-HDAC3 (Y298H)-v5). Histidiinin korvaaminen tyrosiinilla (Y298H) poistaa HDAC3:n entsymaattisen aktiivisuuden (Kwapis et ai., 2017; Lahm et ai., 2007, Sun et ai., 2013). Lisäsimme myös V5-epitooppitunnisteen mittaamaan immunoreaktiivisuutta ja kvantifioimaan HDAC3-pistemutantin viruksen mRNA-ilmentymistä endogeenisesta HDAC3:sta riippumatta (kuvio 1A). Hiirille annettiin kahdenvälisiä infuusioita joko pistemutanttiviruksella (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) tai kontrollilla (AAV-EV). Kaksi viikkoa myöhemmin (mahdollistaen optimaalisen ilmentymisen (Barrett et al., 2011; Kwapis et ai., 2017, McQuown et ai., 2011; Rogge et ai., 2013) hiiret tapettiin ja V5 ja HDAC3 mitattiin immunoreaktiivisuudella ja RT-qPCR Vahvistaaksemme, että virusinfuusiomme kohdistuvat DH:hen, arvioimme immunoreaktiivisuuden V5-epitoopille AAV-HDAC3(Y298H) Havaitsimme AAV-HDAC3(Y298H)-v5:n onnistuneen transduktion DH:n alueilla CA1 ja CA3 kaikista pistemutanttiviruksella infusoiduista eläimistä ilman V5-värjäytymistä eläimissä, joihin oli infusoitu AAV-EV-kontrollivirus (kuva 1B). Mittasimme myös V5:n ja villityypin HDAC3:n DH-kudoksesta RT-qPCR:llä. Alukkeet molempia V{{ 49}}, jotka sisälsivät HDAC3(Y298H)-transkriptin ja endogeenisen Hdac3-transkriptin (joka tunnistaa sekä endogeenisen Hdac3:n että mutatoidun Hdac3(Y298H)-v5-mRNA:n), vahvistivat merkittävästi korkeammat tasot hiirillä, joihin oli infusoitu AAV-HDAC3(Y298H)-t((v5:) 7)=4.14; * p < 0,01,="" tyhjä="" vektori="" n="5;" y298h="" n="4;" hdac3:="" t(9)="3.12," *="" p="" {{="" 76}}.012,="" tyhjä="" y="" vektori="" n="6;" y298h="" n="6)" (kuvio="" 1c,="">

HDAC3-toiminnan estäminen dorsaalisessa hippokampuksessa AAV-HDAC3(Y298H)-v5:llä parantaa objektin sijainnin pitkäaikaista muistia

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että HDAC3:n esto voimistuumuistisellainen, että kynnyksen alapuolella oleva oppimistapahtuma, joka ei johtaisi pitkäaikaiseenmuistimuuttuu tapahtumaksi, joka johtaa pitkällä aikavälillämuisti(McQuown et al., 2011; Malvaez et al., 2013). To test whether the deacetylase-dead point mutant version ofHDAC3 affects long-term memory, mice received bilateral infusions of either the point mutant virus ((AAV-HDAC3(Y298H)- v5) or control (AAV-EV). Two weeks later, mice were trained on the OLM task. During training, mice were placed in an arena with two identical objects for a 3 min training session, which does not result in long-term memory (Stefanko, et al, 2009; Malvaez et al., 2013), and then tested 24h later in the same arena with one familiar object moved to a novel location (Fig. 2A). In this experiment as well as all subsequent experiments, every animal included in the behavioral analyses had viral infusion confirmed by immunohistochemistry. Empty Vector mice did not show significant discrimination (DI = 3.66 ± 3.4%, t(12) = 1.085, p>{{0}.1, n=8), mikä vahvistaa, että 3 minuuttia oli harjoittelujakson alaraja (kuva 2B). Sitä vastoin Y298H-hiirillä oli merkittävä muisti kohteen sijainnin suhteen, mikä käy ilmi merkittävästi suuremmasta erotteluindeksistä (DI=28,76 ± 4,45 prosenttia ; t(12)=4.587, * p < {{20="" }}.001,="" n="6;" kuva="" 2b).="" ryhmät="" eivät="" eronneet="" kahden="" kohteen="" kokonaistutkimusajassa="" (t(12)="1,024;" p=""> 0,05; kuva 2C).

Seuraavaksi käytimme uutta eläinryhmää testataksemme, vaikuttiko pistemutanttiviruksen infuusio DH:hen pitkällä aikavälillä.muistitavallisessa uudessa objektintunnistustehtävässä (ORM; kuva 2D).

Tässä tehtävässä yksi tutuista objekteista korvataan uudella objektilla, mutta konteksti tai kohteen sijainti ei muutu. Kuten kuvasta 2E näkyy, kynnyksen aliharjoittelun (3 min) jälkeen sekä Empty Vector- että Y298H-hiiret viettivät saman verran aikaa sekä tuttujen että uusien kohteiden kanssa testipäivänä (t(14)=0.55; p > 0.05, Tyhjä vektori n=9; Y298H n=7). Ryhmät eivät eronneet kahden kohteen kokonaistutkimusajassa (t(14)=0,88; p > 0,05; kuva 2F). Yhdessä kuvion 2 tiedot viittaavat siihen, että deasetylaasi-kuollut pistemutantti HDAC3-viruksen infuusio DH:ssa johtaa selektiiviseen pitkäaikaiseen tehostukseen.muistikohteen sijainnille (kuva 2B), mutta ei itse objektille (kuva 2E).

HDAC3-toiminnan häiriintyminen selän hippokampuksessa AAV-HDAC3(Y298H)-v5:llä ei vaikuta kokaiiniin liittyvän muistin muodostumiseen

Rotilla on osoitettu, että DH:lla on rooli huumeisiin liittyvissä asioissamuistiprosessit. Erityisesti rottien DH:n eksitotoksisten leesioiden on osoitettu häiritsevän kokaiini-CPP:n saantia (Meyers et ai., 2003). Ottaen huomioon omat havainnot, jotka osoittavat, että HDAC3:n manipulointi hippokampuksessa vaikuttaa pitkän aikavälin muistiin kohteen sijainnin suhteen (kuva 2B), ja todisteet, jotka viittaavat siihen, että DH:lla on rooli huumeisiin liittyvissämuistiformation, we set out to examine whether disrupting HDAC3 activity in the DH with AAV-HDAC3(Y298H)- v5 would affect the acquisition of cocaine-CPP. The schematic ofthe CPP procedure is shown in Fig. 3A (fully described in Materials and Methods). The training dose of cocaine- HCl used for this14 experiment as well as all future acquisition experiments was 5 mg/kg. We used this lower dose in order to avoid a ceiling effect (see Rogge et al., 2013). Neither the Empty Vector nor the Y298H group displayed an initial preference for either context before conditioning (pre-test: Empty vector: t(14) = 0.347; Y298H: t(14) = 1.841, p>{{0}}.05). Kahdella kokaiiniparilla ehdollistamisen jälkeen sekä Empty Vector- että Y298H-ryhmät suosivat kokaiiniparillista ympäristöä testin jälkeen (kuvio 3B). Kaksisuuntainen toistuva mittaus ANOVA paljasti ehdottelun merkittävän päävaikutuksen (F(1,28)=16.36, p < 0.001)="" mutta="" ei="" ryhmää="" (f(1,28)="0,18," p=""> 0,05) eikä hoitokohtaista vuorovaikutusta (F(1,28)=0,05, p > 0,05). Bonferronipost-hocanalysis ei osoittanut eroa tyhjän vektorin ja Y298H-hiirten välillä esitestissä (t(56)=0.47, p > 0,05) eikä jälkitestissä (t(56)=0.19, p > 0,05, n=15 ryhmää kohti) (Kuva, 3B). Nämä tulokset osoittavat, että AAV-HDAC3(Y298H)-infuusio DH:hen ei vaikuttanut kokaiiniin liittyvän aineen saamiseen.muisti.

HDAC3:n poistamisella selän hippokampuksessa ei ole vaikutusta kokaiiniin liittyvän aineen muodostumiseenMuisti

Seuraavaksi tutkimme, vaikuttaisiko koko Hdac3-geenin poistaminen DH:sta kokaiiniin liittyviinmuistimuodostus. Tässä kokeessa DH-spesifisiä, homotsygoottisia Hdac3-deleetioita tuotettiin aikuisilla hiirillä. Koska HDAC3 ilmentyy hermosoluissa, oligodendrosyyteissä ja gliassa (Broide et al., 2007; Baltan et al., 2011), AAV-serotyypin 2.1 käyttö, joka ensisijaisesti transdusoi hermosoluja (Burger et al., 2004), salli Hdac3:n deleetio spesifisesti neuroneissa. Käytimme myös CAMKII-Crea ja CAMKII-promoottorin pitäisi rajoittaa Cre-ilmentymistä etuaivojen kiihotuksiin (Kojima et ai., 1997). Hdac3 plus/plus- ja Hdac3flox/flox-hiirille tehtiin kokaiinin aiheuttama CPP DH-spesifisen Hdac3-deleetion vaikutuksen tutkimiseksi CPP-muistin muodostukseen. CPP-proseduurin kaavio on esitetty kuviossa 4A. Kuten kuvassa 4B näkyy, sekä Hdac3 plus/plus- että Hdac3flox/flox-hiiret

asettivat parempana kokaiinipariympäristöä testin jälkeen. Kun tiedot analysoitiin faktoriaalisella ANOVA:lla (hoito × genotyyppi), ehdoinnilla oli merkittävä päävaikutus (F(1,21)=12.03, p < 0.="" 01)="" mutta="" ei="" genotyyppiä="" (f(1,21)="" {{10}}.52,="" p=""> 0.05) eikä vuorovaikutusta (F) (1,21)=0.12, p > 0.05). Bonferronipost-hocanalysis ei osoittanut eroa Hdac3 plus/plus- ja Hdac3flox/flox-hiirten välillä esitestissä (t(42)=0.80, p > 0,05) eikä jälkitestissä (t(42) {{31} },42, p > 0,05, Hdac3 plus / plus n=12, Hdac3flox/flox n=11) (Kuva, 4B). HDAC3-deleetion laajuus Hdac3flox/flox-hiirissä on esitetty kuviossa 4C. Virusinfuusiot ja fokaaliset deleetiot olivat kahdenvälisiä ja Hdac3-deleetiot rajoittuivat DH:hen kaikissa Hdac3flox/flox-hiirissä, jotka sisältyvät seuraavissa kuvissa esitettyihin tietoihin. Vahvistaaksemme, että virusinfuusiomme kohdistui asianmukaisesti DH:han ja johti Hdac3:n deleetioon, mittasimme immunoreaktiivisuuden HDAC3:lle. Kuvio 4C esittää HDAC3:n ilmentymistä DH:ssa anti-HDAC3-vasta-aineella tehdyn immunofluoresenssivärjäyksen jälkeen. DAPI-värjäys vahvisti ytimien läsnäolon molempien genotyyppien DH:ssa. Kvantifioitu HDAC3-immunoreaktiivisuus kaikkien tässä tutkimuksessa käytettyjen Hdac3 plus/plus- ja Hdac3flox/flox-hiirten DH:ssa on esitetty kuvassa 4D. HDAC3-immunoreaktiivisuus väheni merkittävästi Hdac3flox/flox-hiirten DH:ssa verrattuna Hdac3 plus/plus -hiiriin (Hdac3 plus/plus ±sem:n keskimääräinen prosenttiosuus: Hdac3 plus / plus=100±26,0; Hdac3flox/flox=30.2 ±7,8, t(9)= 2,790, * p <>

HDAC3-toiminnan häiritseminen PrL:ssä AAV-HDAC3(Y298H)-v5:llä ei vaikuta kokaiiniin liittyvän muistin muodostumiseen

Seuraavaksi testasimme, vaikuttaako HDAC3-toiminnan häiriintyminen prelimbisessä aivokuoressa (PrL) HDAC3-(Y298H)-v5:llä kokaiini-CPP:hen.muistimuodostus. PrL:llä on osoitettu olevan kriittinen rooli kokaiini-CPP:n hankinnassa (Isaac et ai., 1989; Tzschentke ja Schmidt 1998, 1999). Lisäksi prefrontaalisen aivokuoren neuroplastisuus voi muuttua epänormaalisti riippuvuutta aiheuttavilla väärinkäytöksillä, kuten kokaiinilla, säätelemällä geenien ilmentymistä (Krasnova et ai., 2008; Marie-Claire et al., 2003). Siten oletimme, että HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuudella voi olla kriittinen rooli kokaiiniin liittyvän PrL: ssämuistiformation. The schematic ofthe CPP procedure was the same as in Fig. 3 and the schematic is depicted in Fig. 5A. Neither the Empty Vector nor the Y298H group that received an infusion the AAV-HDAC3-(Y298H)-v5 virus displayed an initial preference for either context before conditioning (pretest: Empty Vector: t(11) = 0.166; Y298H: t(11) = 0.655, p>{{0}}.1). Kahdella kokaiiniparilla ehdollistamisen jälkeen sekä Empty Vector- että Y298H-ryhmät asettivat parempana kokaiinipariympäristöön testauksen jälkeisessä vaiheessa (kuvio 5B). Kaksisuuntainen toistuva mittaus ANOVA paljasti ehdottelun merkittävän päävaikutuksen (F(1,22) {{10}.10, p < 0.{{="" 44}}001),="" mutta="" ei="" ryhmää="" (f(1,22)="0.11," p=""> 0,05) eikä hoitokohtaista vuorovaikutusta (F(1,22)=0.10, p > 0,05). Bonferronipost-hocanalysis ei osoittanut eroa AAV-EV- ja HDAC3(Y298H)-v5-hiirten välillä esitestissä (t(44)=0.11, p > 0,05) eikä jälkitestissä (t(44) {{ 42}},45, p > 0,05, n=12 ryhmää kohti) (kuva 5B). Vahvistaaksemme, että virusinfuusiomme kohdistuvat spesifisesti PrL:ään, mittasimme immunoreaktiivisuuden V5-epitoopille AAV-HDAC3(Y298H):sta. Havaitsimme kaikkien pistemutanttiviruksella infusoitujen eläinten AAV-HDAC3(Y298H)-v5:n onnistuneen transduktion koko PrL:n alueella, samalla kun vältimme leviämisen mediaalisen prefrontaalisen aivokuoren (mPFC) infralimbiseen aivokuoren (IL) alueelle. Kuten odotettiin, V5-värjäytymistä ei havaittu eläimissä, joihin oli infusoitu AAV-EV-kontrollivirusta (kuvio 5C). Kuvio 5D havainnollistaa kohdennettua virusinfuusiota PrL:ssä. Infuusio rajoitettiin PrL:ään kaikissa esitettyihin tietoihin sisältyneissä eläimissä. Nämä tulokset osoittavat, että kuten DH, AAV-HDAC3(Y298H)-infuusio PrL:ään ei myöskään vaikuttanut kokaiiniin liittyvän muistin hankkimiseen.

HDAC3-toiminnan estäminen infralimbisessä aivokuoressa AAV-HDAC3(Y298H)-v5:llä ei vaikuta kokaiiniin liittyvän muistin häviämiseen

Seuraavaksi tutkimme, lisääkö HDAC3-deasetylaasiaktiivisuuden selektiivinen estäminen IL:ssä kokaiini-CPP:n häviämistä. IL:n on osoitettu osallistuvan kokaiinin etsinnän häviämiseen (LaLumiere et al., 2010; Peters et al., 2008, 2009). Eläimille tehtiin kokaiini-CPP-hoito 20 mg/kg kokaiini-HCl-harjoitusannoksella. Syy tähän suurempaan kokaiiniannokseen tässä ekstinktiokokeissa sekä kaikissa myöhemmissä sukupuuttoon liittyvissä tutkimuksissa oli sukupuuttoon liittyvien pohjavaikutusten estäminen ja riittävän vahva mieltymys, joka kestäisi kaksi viikkoa, jotka tarvitaan viruksen ilmentymiseen virusinfuusion jälkeen. Kokaiini-CPP-käsittelyn jälkeen eläimet osoittivat merkittävää suosiota testin 1 jälkeen (1. testin jälkeen; t(64)=15.11; p < 0,001).="" sitten="" infusoimme="" kahdenvälisesti="" hdac3(y298h)-v5:tä="" tai="" aav-ev:tä="" il:hen,="" ja="" hiirille="" tehtiin="" lääkkeettömät="" jälkitestit="" (ekstinktiokoulutus)="" kaksi="" viikkoa="" infuusioiden="" jälkeen="" (kuvio="" 6a).="" hdac3-toiminnan="" häiriintyminen="" il:ssä="" hdac3(y298h):lla="" ei="" vaikuttanut="" cpp:n="">muisti. Käyttämällä kaksisuuntaista toistettujen mittausten ANOVAa havaitsimme testin merkittävän päävaikutuksen (F (1, 155)=35.91, p< 0.001),="" as="" expected,="" but="" no="" significant="" treatment-by-test="" interaction="" (f="" (5,="" 155)="0.62," p=""> 0.05) nor main treatment group effect (F (1, 31) = 0.75, p>0.05) (AAV-EV: n=17, HDAC3(Y298H)-v5: n=16 ryhmää kohti) (Kuva 6B). Vahvistaaksemme, että virusinfuusiomme kohdistuvat spesifisesti infralimbiseen, mittasimme immunoreaktiivisuuden V5-epitooppia kohtaan AAV-HDAC3(Y298H). Havaitsimme kaikkien pistemutanttiviruksella infusoitujen eläinten AAV-HdAC3(Y298H)-v5:n onnistuneen transduktion koko IL:n alueella välttäen samalla leviämistä mPFC:n PrL-alueelle. V5-värjäytymistä ei havaittu eläimissä, joihin oli infusoitu AAV-EV-kontrollivirusta (kuvio 6C). Kuvio 6D esittää kohdistetun virusinfuusion IL:ssä. Infuusio rajoitettiin IL:ään kaikissa esitettyihin tietoihin sisältyneissä eläimissä.

HDAC3-toiminnan estäminen selän hippokampuksessa AAV-HDAC3(Y298H)-v5:llä helpottaa kokaiiniin liittyvän muistin hävittämistä

Seuraavaksi tutkimme, lisääkö HDAC3-deasetylaasiaktiivisuuden selektiivinen estäminen DH:ssa kokaiini-CPP:n häviämistä. Kuten edellä on kuvattu, eläimille tehtiin kokaiini-CPP-käsittely, ja ne osoittivat merkittävää suosiota testin 1 jälkeen (1. testin jälkeen; t(42)=9.79; p < 0.0001).="" sitten="" infusoimme="" kahdenvälisesti="" hdac3(y298h)-v5:tä="" tai="" aav-ev:tä="" dh:hen="" ja="" annoimme="" eläimille="" lääkkeettömät="" jälkitestit="" (sammutuskoulutus)="" kaksi="" viikkoa="" infuusioiden="" jälkeen="" (kuvio="" 7a).="" hdac3-aktiivisuuden="" häiritseminen="" dh:ssa="" hdac3(y298h):lla="" johti="" cpp:n="" merkittävään="" häviämiseen="" jälkitestissä="" 2,="" mikä="" paljasti="" anovassa,="" jossa="" verrattiin="" aav-ev-="" ja="" hdac3(y298h)-v5-ryhmien="" preference="" score="" (ps)="" -pistemäärää="" jälkitesteissä.="" 1="" ja="" 2="" osoittavat="" testin="" merkittävän="" päävaikutuksen="" (f="" (1,="" 20)="25.58,">< 0.001)="" and="" a="" significant="" treatment-by-test="" interaction="" (f="" (1,="" 20)="5.67," p="0.02)." both="" the="" aav-ev="" control="" and="" the="" hdac3(y298h)="" animals="" showed="" similar="" cpp="" preferences="" on="" post-test="" 1,="" but="" after="" viral="" manipulation,="" the="" animals="" that="" received="" the="" point="" mutant="" virus="" showed="" a="" significant="" decrease="" in="" ps="" on="" post-test="" 2="" compared="" to="" the="" aav-ev="" control="" animals="" as="" shown="" by="" bonferronipost-="" hocanalysis="" (t(40)="2.73," p="0.02;" aav-ev="" n="10," hdac3(y298h)-v5="" n="12)" (fig,="" 7b).these="" findings="" demonstrate="" that="" mice="" infused="" with="" aav-hdac3(y298h)-v5="" showed="" enhanced="" extinction="" of="" cocaine-associated="">

Keskustelu

On osoitettu, että HDAC{0}}selektiivisen inhibiittorin systeeminen antaminen parantaa kohteen pitkäaikaista paikantamistamuistisekä kokaiiniin liittyvän sukupuuttoonmuisti(Malvaez et ai., 2013). Lisäksi HDAC3:n esto edistää erillistä histonin asetylaatiomallia, joka liittyy geeniekspressioon hippokampuksessa ja infralimbisessä aivokuoressa (Malvaez et al., 2013). Laboratoriomme on tutkinut HDAC3:n roolia DH:ssa ja nucleus accumbensissa OLM:ssa sekä kokaiiniin liittyväämuistivastaavasti (McQuown et ai., 2011; Rogge et ai., 2013). Kuitenkin, onko HDAC3:n deasetylaasidomeeni välttämätön näille muistiprosesseille tietyillä aivoalueilla, jäi epäselväksi. Täällä tutkimme HDAC3:n deasetylaasidomeenin erityistä roolia pitkäaikaisessa OLM-muodostuksessa, kokaiinikontekstiin liittyvässä muistin muodostumisessa sekä kokaiinikontekstiin liittyvän sukupuuttoonmuisti.

Näissä kokeissa käytimme deasetylaasi-kuolleen pisteen mutanttivirusta (AAV-HDAC3(Y298H)-v5, joka salpaa selektiivisesti HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuuden (Lahm et al., 2007; Sun et al., 2013). Havaitsimme, että se estää selektiivisesti HDAC3:n deasetylaasidomeeni DH:ssa vahvistui pitkällä aikavälillämuistiobjektin sijaintia varten kynnyksen aliopetusjakson jälkeen. Tämä havainto oli spesifinen vastalauseen sijaintimuistin muodostumiselle, koska HDAC3:n deasetylaasidomeenilla DH:ssa ei näyttänyt olevan merkitystä kokaiiniin liittyvien aineiden hankinnassa/konsolidoitumisessa.muistimuodostus. Tutkimme myös HDAC3:n roolia prelimbisessa aivokuoressa kokaiini-CPP-muistin muodostumisen suhteen ja havaitsimme, että HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuus kyseisellä aivoalueella ei näyttänyt olevan kriittinen kokaiini-CPP-muistin hankkimiselle. Lopuksi havaitsimme, että HDAC3-aktiivisuuden estäminen DH:ssa helpotti myös kokaiini-CPP:n häviämistä, kun taas tällä samalla manipulaatiolla ei ollut vaikutusta infralimbiseen aivokuoreen, joka on osa sukupuuttoon liittyvää oppimista (Quirk et al., 2000; Quirk et al. , 2006; Lebrón ym. 2004; Sierra-Mercado ym., 2006; Laurent ja Westbrook, 2009). Nämä tulokset viittaavat siihen, että HDAC3:n deasetylaasidomeenilla on selektiivinen rooli tietyillä aivojen alueilla, jotka ovat kohteen sijainnin pitkäaikaisen muistin muodostumisen sekä kokaiiniin liittyvän muistin muodostumisen ja sukupuuttumisen taustalla.

Osoitimme äskettäin, että tämä spesifinen deasetylaasi-kuollut pistemutanttivirus estää HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuuden ja edistää oppimisen aiheuttamaa histonin asetylaatiota (Kwapis et al., 2017). Kwapis et ai. (2017) havaitsivat, että HDAC3-deasetylaasiaktiivisuuden selektiivinen estäminen joko amygdalan DH- tai tyviytimessä lisäsi kontekstin pelkoa vaikuttamatta sävypelkoon. HDAC3-toiminnan estäminen amygdalan lateraalisessa ytimessä kuitenkin lisäsi sävyä, mutta ei kontekstin pelkomuistia. Siten HDAC3-aktiivisuus säätelee pelon eri puoliamuistiamygdalan tyvi- ja lateraalialueilla. Yhdessä julkaisussa Kwapis et al. (2017) yhdessä tämän tutkimuksen kanssa osoittavat, että HDAC3:n deasetylaasidomeeni on tärkeä muistiprosesseille.

Sitä vastoin Sun et ai. (2013) osoittivat, että HDAC3:n deasetylaasidomeeni on tarpeeton HDAC3:n toiminnalle maksassa. He havaitsivat, että deasetylaasi-kuollut HDAC3-mutantti pystyi lähes täysin pelastamaan tukahdutetun lipogeenisen geenin ilmentymisen sekä lipidiaineenvaihdunnan. Lisäksi he osoittivat, että HDAC3:n deasetylaasiriippumaton toiminta edellyttää vuorovaikutusta corepressorin NCOR kanssa. Siten huolimatta todisteista HDAC3:n deasetylaasidomeenin tärkeästä roolista, HDAC3:lla on myös kriittisiä ei-entsymaattisia rooleja transkriptioprosesseissa.

Edellisessä tutkimuksessamme, McQuown et al., (2011), havaitsimme, että HDAC3:n fokaalinen deleetio DH:ssa johtaa parempaan pitkäaikaiseenmuistiOLM:lle, mutta ei ORM:lle. Samoin nykyisessä tutkimuksessa havaitsimme, että HDAC3-deasetylaasiaktiivisuuden selektiivinen estäminen (käyttäen HDAC3:n deasetylaasi-kuollut pistemutanttia) DH:ssa heikensi OLM:ää, mutta sillä ei ollut vaikutusta ORM:ään. Jyrsijöillä hippokampuksen osallistuminen esineiden tunnistamiseen on ollut kiistanalainen (Mumby, 2001; Dere et al., 2007; Winters et al., 2008; Ennaceur 2010). Laboratoriomme havaitsi aiemmin merkittävän ORM:n heikkenemisen, kun käytimme muskimolia harjoituksen jälkeen inaktivoimaan aivotursoa. Kuitenkin, kun hippokampus inaktivoitiin ennen ORM:n hakemista, vaikutusta ei havaittu (Haettig et al., 2011). Siksi näyttää siltä, ​​​​että hippokampus on välttämätön ORM: n vahvistamiseksi, mutta ei hakemiseksi samassa hiiritehtävässä, jota käytettiin tässä tutkimuksessa. Useat laboratoriomme tutkimukset (Barret et al., 2011; McQuown ym., 2011; Vogel-Ciernia et al., 2013) ja muut (Balderas et al., 2008) osoittavat samoin, että selän aivotursomanipulaatio vaikuttaa vain OLM:ään ja ei ORM. Kokeissamme manipuloimme kiinnostavaa geeniä (CBP, Barrett et al., 2011; HDAC3, McQuown et al., 2011; BAF53b, Vogel-Ciernia et al., 2013), joka jättää yhteyden DH:n ja muiden aivojen välille. alueet vahingoittumattomina samalla kun se häiritsee paikallista plastisuutta. Samoin proteiinisynteesin estäminen anisomysiinillä ei heikennä ORM-konsolidaatiota (Balderas et al., 2008). Hippokampuksen toiminnan estäminen muskimolilla puolestaan ​​heikentää ORM:n konsolidoitumista. Muscimol inaktivoi aivotursosoluja ja estää yhteydenpidon tärkeimpien aivoalueiden kanssa, jotka ovat välttämättömiä ORM:n hankinnassa/konsolidaatiossa. Siten näyttää siltä, ​​​​että geenin ilmentymisen manipulointi tai proteiinisynteesin estäminen DH:ssa ei riitä häiritsemään hankinta-/konsolidaatiomekanismeja, joita tarvitaan pitkäaikaisessa muistissa esineiden tunnistamista varten. Itse asiassa tutkimukset ovat ehdottaneet, että pitkällä aikavälillämuistiesineiden tunnistus perustuu peri-postrinaalisiin ja insulaarisiin aivokuoreihin DH:n sijaan (Balderas et al., 2008; Roozendaal et al., 2010).

Aiemmissa laboratoriomme tutkimuksissa käytettiin HDAC3-estäjiä systeemisesti estämään akuutisti HDAC3:n entsymaattista aktiivisuutta (Malvaez et al., 2013). Täällä käytämme virusmanipulaatioita estämään kroonisesti HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuutta. Tämä krooninen esto saattaa mahdollistaa kompensaatiomekanismien tulemisen aivoalueelle, jolla manipulaatiomme suoritettiin, mikä johtaa normaaliin oppimiseen. HDAC3:n deasetylaasidomeenilla DH:ssa voi olla rooli kokaiini-CPP:n häviämisessämuisti, koska pistemutantti-HDAC3-viruksen infuusio DH:hen johti helpotettuun sukupuuttoon. On mielenkiintoista huomata, että HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuuden estäminen DH:ssa tehosti ekstinktiooppimista, mutta sillä ei ollut vaikutusta hankintaan/konsolidaatioon CPP-mallia käyttämällä. Yksi mahdollinen selitys tälle on, että sukupuuttoon kuolemisen aikana tapahtuvan oppimisen uskotaan olevan alttiimpi manipuloinneille verrattuna alkuperäiseen ehdotteluun. Tutkimukset ovat osoittaneet, että sukupuuttoon kuoleminen voi olla hitaampaa kuin alkuperäisen hankinnan nopeus (Rescorla, 2002), mikä viittaa siihen, että sukupuuttoon kuoleminen on haastavampaa ja siksi alttiimpaa häiriöille. Tämä vaikuttaa melko uskottavalta, kun kyse on vankkaista kokaiiniin liittyvistä muistoista, koska alkuperäinen Neurobiol LearnMem. Tekijän käsikirjoitus; saatavilla PMC 2018:ssa 1.11.

Näiden muistojen muodostumiseen liittyy voimakas psykostimulantti kokaiini, mikä helpottaa tämän alkuperäisen muodostamista eläinten kanssamuistimyöhempään sukupuuttoon verrattunamuisti.

Mitä tulee lääkkeisiin liittyvien muistojen hankkimiseen/konsolidointiin, havaitsimme, että riippumatta siitä, käytimmekö deasetylaasi-kuollut kohtamutanttivirusta tai poistimme koko Hdac3-geenin käyttämällä homotsygoottista Hdac3-deleetiota DH:ssa, manipuloinneillamme ei ollut mitään vaikutusta hankintaan/konsolidaatioon. kokaiini-CPPmuisti. DH on korreloitu tiedonkäsittelyn kanssa (katso katsaus Fanselow ja Dong 2010), ja rottien DH:n eksitotoksisten leesioiden on osoitettu häiritsevän kokaiini-CPP:n hankintaa (Meyers et al., 2003). Vaikka DH:n on ehdotettu olevan rooli huumekontekstin aiheuttaman kokaiinin etsinnässä (Fuchs et al., 2005; 2007) ja sitä tarvitaan kontekstuaalisen tiedon käsittelyyn, DH:ta ei vaadita kuulon ehdollisen yhdistämiseen. ärsyke ehdottoman ärsykkeen kanssa pelkokirjallisuuden mukaan (Maren 2001). Näin ollen vaikka DH käsittelee tietoa kontekstista, sen ei uskota olevan kontekstin ja shokin assosiatiivisen konvergenssin paikka (Maren 2001). Siksi, vaikka HDAC3:lla näyttää olevan välttämätön rooli kokaiini-CPP-muistin hankinnassa/vahvistuksessa aivojen alueilla, kuten nucleus accumbensissa, jolla on keskeinen rooli palkitsemiskierroissa ja joka on väärinkäytösten ja assosiatiivisten huumeiden vahvistavien ominaisuuksien ensisijainen välittäjä. lääkeparillisten ehdollisten ärsykkeiden käsittely (Parkinson et ai., 1999; Kalivas ja McFarland, 2003; Rogge et al., 2013), nykyiset löydökseemme viittaavat siihen, että HDAC3:n deasetylaasidomeeni DH:ssa ei näytä välittävän kokaiinin muodostumista -liittynytmuistoja.

Tuloksemme osoittavat, että HDAC3:n deasetylaasialueella on rooli tietyillä aivojen alueilla, jotka liittyvät kokaiiniin liittyvän sukupuuttoonmuisti. Tutkimme ensin HDAC3:n entsymaattisen aktiivisuuden roolia infralimbisessä aivokuoressa, koska tätä aivoaluetta on pidetty keskeisenä lokuksena muistojen sukupuuttoon (Peters et al., 2008; LuLumiere et al., 2010). Stafford et ai. (2012) korostivat histonin deasetylaatiomekanismien roolia IL:ssä sukupuuttoon kuolemisen pelossa osoittamalla, että luokan I histonideasetylaasi-inhibiittori NaB johti lisääntyneeseen sukupuuttoon infusoituna IL:ään, mutta ei PrL:ään. Kun infusoimme pistemutantti HDAC3 -viruksen IL:ään, emme löytäneet mitään vaikutusta kokaiiniin liittyvän muistin häviämisnopeuteen. Luokan I HDAC-perhe koostuu HDAC:sta-1, -2, -3 ja -8 (Haberland et al., 2009). Ressler ja kollegat (2015) havaitsivat, että HDAC-1-, -2- ja -3-estäjä, RGFP963, tehostaa vihollisen pelon sukupuuttoon perustuvan sukupuuttoon keskittymistä, mutta RGFP966, HDAC3:n selektiivinen estäjä, ei. . Lisäksi Rumbaugh et ai. (2015) osoittivat, että RGFP963 ja toinen HDAC-1, -2 ja -3-inhibiittori, RGFP968, stimuloivat tehokkaimmin synaptogeneesiä, kun taas RGFP966 oli tehoton. Nämä tulokset korostavat tärkeitä eroja havaituissa löydöksissä riippuen siitä, onko kohteena HDAC3:n deasetylaasidomeeni, koko luokan 1 HDAC-perhe vai luokan I HDAC:ien osajoukko, ja viittaavat siihen, että kohdistaminen useisiin luokan I HDAC:ien isoformeihin voi tuottaa voimakkaampia vaikutuksia oppimis- ja muistiprosessit.

Yhteenvetona löydöksemme korostavat HDAC3:n deasetylaasidomeenin roolia tietyillä aivoalueilla, jotka liittyvät kohteen sijaintiinmuistisekä kokaiiniin liittyvien aineiden muodostuminen ja häviäminenmuisti. On tärkeää huomata, että aiemmat tutkimukset ovat akuutisti kohdistettu HDAC3:een käyttämällä systeemisiä manipulaatioita, jotka ylittävät veri-aivoesteen ja kohdistuvat moniin aivoalueisiin (esim. Malvaez et al., 2010, 2013; Stafford et al., 2012). Täällä näytämme, kuinka HDAC3:n deasetylaasialueen krooninen manipulointi avainalueilla, jotka osallistuvat objektin sijainnin oppimiseen ja kokaiiniin liittyvien muistojen muodostumiseen ja sukupuuttoon, vaikuttavat näihin muistiprosesseihin. Tuloksemme laajentavat aiempia havaintoja, joiden mukaan HDAC3:n deasetylaasiaktiivisuudella on kriittinen rooli pitkäaikaisissa muistiprosesseissa ja se puhuu HDAC3-deasetylaasiaktiivisuuden erityisestä roolista sekä aivoalueiden että muistiprosessin suhteen.